Un nouveau système de sondes offre une cartographie des protéines en temps réel dans les cellules vivantes, ouvrant ainsi la voie à des informations sur la fonction cellulaire et les mécanismes pathologiques.
L’intérieur d’une cellule est un lieu très fréquenté rempli d’un réseau d’interactions entre protéines, membranes, ADN et autres molécules nécessaires au bon fonctionnement de notre corps.
La cartographie de ces connexions est essentielle pour comprendre l’état de santé et savoir comment réparer ce réseau lorsqu’il est perturbé. Malheureusement, les outils permettant de suivre les protéines au sein d’une cellule vivante ont du mal à suivre le trafic.
Pour voir les protéines à l’œuvre en temps réel, les chercheurs construisent un jeu de sondes universel trouver des protéines spécifiques parmi le chaos organisé afin d’explorer certains des recoins les plus fréquentés de la cellule.
Cartographie des protéines dans une cellule
Les techniques actuelles de visualisation des protéines sont figées dans le temps et ne fonctionnent qu’avec des cellules mortes et fixées, fournissant ainsi un instantané unique des interactions protéiques dans une cellule. Certaines techniques d’imagerie live existent et s’appuient sur des anticorps fluorescents conçus pour se lier à une protéine et émettre un signal coloré. Cependant, le problème des anticorps réside dans leur taille.
Au sein d’une cellule se trouvent des sous-compartiments enfermés dans des membranes appelées organites. Les protéines traversent facilement ces barrières et effectuent des réactions importantes à l’intérieur et entre elles, mais comme les sondes d’anticorps sont trop grandes pour briser ces membranes, une grande partie de ce qui se passe à l’intérieur des organites reste un mystère.
Selon Xiaoding Lou, professeur de science des matériaux et de chimie à l’Université chinoise des géosciences, comprendre le réseau complet d’interactions protéiques à l’intérieur d’une cellule et de ses organites est essentiel pour comprendre la santé et la maladie.
“Une fois que le corps subit des changements pathologiques, l’expression ou l’activité des protéines sera affectée”, écrit-elle dans l’article publié dans Édition internationale de chimie appliquée. “Par conséquent, réaliser l’analyse des protéines dans l’organite des cellules vivantes revêt une grande importance pour le développement de méthodes diagnostiques et thérapeutiques pour les principales maladies.”
Le nouveau système se compose de plusieurs molécules attachées à un échafaudage, chacune remplissant un rôle spécifique : localiser les organites et les protéines, pénétrer dans la membrane et produire un signal fluorescent.
La sonde commence par une molécule appelée tétraphényléthylène ou TPE et c’est l’échafaudage sur lequel les molécules fonctionnelles sont ajoutées. Il s’agit des sites de reconnaissance interchangeables des protéines et des organites, des molécules de signalisation fluorescentes et d’un composant spécial de pénétration membranaire qui, comme son nom l’indique, aide la sonde à traverser les membranes intracellulaires.
Sondes pouvant pénétrer dans les organites
Ce complexe de molécules parcourt la cellule et, en fonction des sites de reconnaissance ajoutés, se lie aux protéines et émet une lumière fluorescente, comme des sondes d’anticorps. Cependant, contrairement aux anticorps, ils peuvent pénétrer dans les organites et trouver leurs cibles. Une autre amélioration des anticorps est la facilité avec laquelle les sites de reconnaissance peuvent être modifiés.
“La plate-forme de détection universelle peut réaliser l’analyse des protéines dans différents organites grâce à une simple transformation des unités de reconnaissance des protéines et de ciblage des organelles”, ont écrit les scientifiques dans leur étude. Cela signifie que l’échafaudage reste le même et que les unités qui trouvent les organites et les protéines sont interchangeables.
Jusqu’à présent, les unités de reconnaissance de six protéines et de trois molécules membranaires organites uniques se sont révélées efficaces en laboratoire. Selon Lou, la sonde pourrait distinguer les protéines dans la cellule et les organites, fournissant ainsi des informations protéomiques utiles. De plus, la capacité de détecter des combinaisons de protéines dans une cellule peut aider à distinguer les types de cellules, fournissant ainsi une empreinte cellulaire rapide et fiable.
Désormais, davantage de sites de reconnaissance peuvent être conçus et le système global optimisé. “Le rapport signal/bruit doit être encore amélioré”, a écrit l’équipe. Outre les sites de reconnaissance, le groupe de laboratoire étudie également la possibilité de remplacer l’unité fluorescente pour émettre différentes régions du spectre lumineux, ce qui pourrait améliorer la sensibilité et la précision de certaines protéines.
Référence : Xia Wu, et al., Une plateforme universelle et programmable basée sur des sondes fluorescentes conjuguées à des peptides pour la détection de protéines dans les organites de cellules vivantes, Angew. Chimique. Int. Éd., (2024). DOI: 10.1002/anie.202400766
Crédit image vedette : National Cancer Institute sur Unsplash
2024-03-28 12:06:07
1711618164
#ensemble #universel #sondes #aide #les #scientifiques #percer #les #secrets #des #cellules #vivantes
